机械设计复习简化打印.ppt

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1、第二章 机械设计总论2-1 机器的组成2-2 设计机器的一般程序2-3 对机器的主要要求2-4 机械零件的主要失效形式2-5 设计机械零件时应满足的基本要求2-6 机械零件的计算准则2-7 机械零件的设计方法2-8 机械零件设计的一般步骤2-9 机械零件材料的选用原则2-10 机械零件设计中的标准化2-11 机械现代设计方法简介机械零件常见的失效形式有：机械零件常见的失效形式有：整体断裂 过大的残余变形 零件的表面破坏 腐蚀、磨损、接触疲劳（点蚀）失去正常工作条件引起的失效等。强度准则强度准则刚度准则刚度准则寿命准则寿命准则振动稳定性准则振动稳定性准则可靠性准则可靠性准则避免在预定寿命期内失效

2、的避免在预定寿命期内失效的（强度）要求要求结构工艺性要求结构工艺性要求经济性要求经济性要求质量小的要求质量小的要求可靠性要求可靠性要求3-1 材料的疲劳特性极限应力：r、rN第三章 机械零件的强度3-01 机械零件的载荷与应力变应力可由静载荷静载荷或变载荷产生稳定性变应力的描述：max、min、m、a、r（循环特性）3-02机械零件在静应力下的强度计算极限应力：s、b安全系数：注意各系数的含义注意各系数的含义3-2 机械零件的疲劳强度计算材料及零件的疲劳极限应力线图直线方程材料常数（AD的斜率）综合影响系数应化规律（加载方式）疲劳强度计算图解法和解析法复合应力安全系数应力状态应力类型单向应力状

3、态复合应力状态极限应力 lim静应力稳定循环变应力r=C(塑性材料）以为判据以为判据以S为判据以S为判据塑性 脆性以S为判据疲劳区屈服区强度计算公式总结 1FB B 2H HH HFB B 1 2H HH H3-4 机械零件的接触强度第四章 摩擦、磨损与润滑概述4-0 概述4-1 摩擦 4种摩擦状态 干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦4-2 磨损 磨损基本类型 磨粒磨损、疲劳磨损（点蚀）、粘附磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 润滑油的粘度（运动粘度、动力粘度）及牌号 润滑油的粘温特性4-4 流体润滑原理简介5-1 螺纹螺纹的主要参数：大径d、小径d1、中径d

4、2、线数n、导程p、螺纹升角细牙螺纹的特点：细牙螺纹牙形小，螺距小，升角小，自锁性好；小径大，强度高，但牙易磨损，不易经常拆卸。5-2 螺纹联接类型及特点 受拉螺栓连接：普通螺栓、螺钉、双头螺栓、（紧定螺钉）受剪螺栓连接5-34 螺栓的预紧与防松5-5 螺纹联接的强度计算联接的失效形式：联接的失效形式：受拉螺栓：塑性变形、疲劳断裂受拉螺栓：塑性变形、疲劳断裂 受剪螺栓：剪断、压溃受剪螺栓：剪断、压溃 联接失效：滑移、离缝、压溃联接失效：滑移、离缝、压溃松脱原因：载荷变化、冲击、振动、温度变化第五章 螺纹联接与螺旋传动紧螺栓联接强度计算受剪螺栓联接强度计算：松螺栓联接强度计算仅受预紧力的紧螺栓联

5、接（螺栓不拉断）受横向载荷的紧螺栓联（不滑移、不拉断）接受轴向载荷的紧螺栓联接（不离缝、不拉断）铰制孔螺栓5-6 螺栓组联接的设计 受力分析的类型：普通螺栓强度条件：联接条件（不滑移）：受横向载荷的螺栓组联接受转矩的螺栓组联接普通螺栓强度条件：联接条件（不滑移）：铰制孔螺栓受轴向载荷的螺栓组联接每个螺栓所承受的总载荷F2为：F2=F1+F强度条件：联接条件（不离缝）：F10，且满足密封要求。受倾覆力矩（翻转力矩）的螺栓组联接LiLmaxOOOM最大工作载荷：强度条件：不压溃条件：不离缝条件：组合受力时为不包括M的残余预紧力螺螺栓栓类类别别普通螺栓（受拉螺栓）普通螺栓（受拉螺栓）单单个个螺螺栓栓

6、受受力力强强度度条条件件预紧力预紧力F0=0松螺栓松螺栓轴向载荷轴向载荷轴向力轴向力F紧螺栓联接紧螺栓联接横向载荷横向载荷转转 矩矩F0-预紧力预紧力轴向载荷轴向载荷总拉力总拉力静强度静强度疲劳强度疲劳强度倾覆力矩倾覆力矩铰制孔螺栓（受剪螺栓）铰制孔螺栓（受剪螺栓）横向载荷横向载荷转转 矩矩被联被联接件接件强度强度螺栓联接强度计算小结螺栓联接强度计算小结螺栓联接强度计算小结螺栓联接强度计算小结忽略忽略TMMTM受拉螺栓受力分析（电子讲义末页）5-7 螺纹联接件的材料与许用应力 螺纹联接件力学性能等级代号：如5.6 螺纹联接件的许用拉应力 受剪螺纹联接许用剪应力和许用挤压应力5-8 提高螺纹联接

7、强度的措施 降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 减小应力集中 避免或减小附加弯曲应力 采用合理的制造工艺减小螺栓刚度Cb 增大被联接件刚度Cm适当增大预紧力F0 内螺纹外螺纹螺纹联接螺纹联接的画法及结构改错螺纹联接的画法及结构改错第六章 键、花键、无键联接和销联接6-1 键联接 键联接分类及特点：平键、半圆键、楔键、切向键等。A、B、C型普通平键的特点 键的尺寸选择：bh和键的长度L 平键联接的失效 强度校核：6-2 花键联接 花键联接的特点*6-3 无键联接、6-4 销联接普通平键联接普通平键联接(静联接静联接)：工作面的压溃、键的剪断工作面的压溃、键的剪断导向平键

8、滑键联接导向平键滑键联接(动联接动联接)：工作面的磨损工作面的磨损注意工作面注意工作面bh根据轴径d由标准中查得，键的长度L参考轮毂的长度确定，应略短于轮毂长，并符合标准中规定的尺寸系列。键分布均匀，各齿受力均匀；因槽较浅，齿根处应力集中较小；齿数较多，总接触面积大，承载能力强；轴和轴上零件对中性好；导向性好；齿根仍有应力集中，加工成本较高。A型用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。B型用盘铣刀加工，轴的应力集中小。C型用于轴端，便于安装。8-1 带传动概述带传动的特点带轮槽的楔角小于带的。8-2 带传动的工作情况分析弹性滑动带传动力分析公式优点：优点：结构简单、无啮合冲击，传动平稳、适合

9、高速、造价低廉以及缓冲减振，过载保护，适用于大中心距；缺点：缺点：摩擦式带传动有弹性滑动弹性滑动和打滑打滑的现象，传动比不稳定，需较大张紧力，寿命短。最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处。最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处。为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制小带轮直径。为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制小带轮直径。由于拉力差和带的弹性变形而引起的带相对带轮的局部滑动。8-3 带传动的设计计算带传动的主要失效形式带传动的设计准则单根V带所允许传递的功率公式的含义：带的参数选择8-5 带传动的张紧装置 张紧轮的位置及张紧方向带的型号小带轮直径dd1带的速度v中心距a传动比i带的基准长

10、度Ld小带轮上的包角 1带的根数z打滑、带的疲劳破坏 在不打滑的条件下，具在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。有一定的疲劳强度和寿命。注意：各参数对弯曲应力、圆周力、离心力、小轮包角、打滑、寿命、承载能力等传动性能的影响8-4 带轮结构设计松边在上，有利于加大包角。张紧轮放在松边，受力小。靠近大轮向外张紧，带受单向变应力。第九章 链传动9-2 传动链的结构特点链节数宜取偶数偶数，避免过渡链节过渡链节链轮齿数宜取奇数奇数，避免不均匀磨损不均匀磨损9-1 链传动的特点及应用特点及应用9-3 滚子链链轮的结构和材料9-4 链传动的工作情况分析链传动的多边形效应多边形效应造成链条和链轮都做周期

11、性的变速运动，从而引起动载荷。9-5 滚子链传动的设计计算失效形式（帐篷曲线）链传动的参数选择及对传动性能的影响9-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护链轮齿数z1、z2传动比i中心距a链的节距p和排数链轮的齿数越少、节距越大、转速越高，则传动的动载荷就越大。主要缺点是：因多边形效主要缺点是：因多边形效应，动载荷大，传动不平应，动载荷大，传动不平稳，瞬时传动比不恒定。稳，瞬时传动比不恒定。张紧主要是为了避免链条垂度过大时产生啮合不良和链条的振动；同时也增加链条与链轮的啮合包角。松边在下。否则松边下垂，链条与链轮容易卡死，且易上下链相碰。第十章第十章 齿轮传动齿轮传动10-1 齿轮传动概述10-2

12、 齿轮传动的失效形式及设计准则失效形式及措施齿轮的设计准则10-3 齿轮的材料及其选择原则对齿轮材料性能的要求软齿面、硬齿面 闭式软齿面齿轮：易发生点蚀，按接触疲劳强度设计，校核 弯曲强度 闭式硬齿面齿轮：易发生轮齿折断，按弯曲疲劳强度设计，校核接触强度 开式齿轮：主要失效是磨损、断齿，不会出现点蚀，只按弯曲 疲劳强度设计，然后将计算出的模数m加大10%20%齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、齿芯韧。轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形10-4 齿轮传动的计算载荷载荷系数 KKA Kv K K10-5 标准直齿圆柱齿轮传

13、动的强度计算受力分析强度计算公式齿形系数对齿形的影响齿轮强度的比较10-6 齿轮参数及许用应力齿轮传动设计参数的选择（Z1、m）在保证弯曲疲劳强度的前提下，宜选多齿数、小模数，齿宽系数d及齿宽的选择（为什么小齿轮比大齿轮宽）齿轮的许用应力10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算10-8 标准锥齿轮传动的强度计算 几何尺寸关系 tan1=r1/r210-9 齿轮的结构设计10-10 齿轮传动的润滑斜齿轮、锥齿轮受力分析：斜齿轮、锥齿轮受力分析：圆周力（主动轮、从动轮）圆周力（主动轮、从动轮）轴向力（左右手法）轴向力（左右手法）径向力（指向轴心）径向力（指向轴心）第十一章 蜗杆传动11-1 蜗杆传

14、动概述11-2 蜗杆传动的类型11-3 普通蜗杆传动的参数与尺寸 蜗杆的分度圆直径d1（d1=qm）11-4 普通蜗杆传动的承载能力计算 失效形式：蜗轮磨损、胶合、点蚀；蜗杆刚度不足。蜗轮磨损、胶合、点蚀；蜗杆刚度不足。蜗杆传动的设计准则 受力分析（方向判断同斜齿轮）11-5 蜗杆传动的效率、润滑与热平衡其中：T2=T1i 热平衡计算的目的：蜗杆传动效率低，发热量大；保证润滑，防止胶合。磨粒磨损、刮伤、咬粘(胶合)、疲劳剥落和腐蚀12-1 滑动轴承概述 滑动轴承的 特点及应用12-2 滑动轴承的典型结构12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料 滑动轴承失效形式 对滑动轴承材料的要求12-4 滑动

15、轴承轴瓦结构 轴瓦的形式和结构 油槽的设置及对轴承承载能力的影响12-5 滑动轴承润滑剂的选择 润滑油的粘度（运动粘度、动力粘度）及牌号 润滑油的粘温特性第十二章 滑动轴承减摩性、耐磨性、抗咬粘性、摩擦顺应性、嵌入性、磨合性高速、重载、高精度；低速、重载、低精度；特殊场合、应用广泛。12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算失效形式：磨损、胶合设计准则：保证边界膜不破裂。保证边界膜不破裂。校核内容：p p、pvpv、vvp p：限制过度磨损。限制过度磨损。限制过度磨损。限制过度磨损。pvpv：限制温升，避免胶合。限制温升，避免胶合。限制温升，避免胶合。限制温升，避免胶合。vv：防止滑动速度过高

16、而加速磨损。防止滑动速度过高而加速磨损。防止滑动速度过高而加速磨损。防止滑动速度过高而加速磨损。12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算流体动压润滑的必要条件流体动压润滑的必要条件雷诺方程的意义雷诺方程的意义径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程工作能力计算工作能力计算（各参数对承载能力的影响）流体动力润滑的必要条件是：流体动力润滑的必要条件是：相对运动的两表面间构成收敛楔形。相对运动的两表面间构成收敛楔形。两表面必须有足够的相对滑动速度，两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进，其运动方向必须使润滑油由大口流进，小口流出。小口流出。润滑油必须有一定的粘度，供油要润滑油

17、必须有一定的粘度，供油要充分。充分。承载量系数承载量系数Cp与与偏心率偏心率最小油膜厚度最小油膜厚度 hmin=r(1-)h轴承的热平衡计算轴承参数对承载能力及温升的影响轴承参数对承载能力及温升的影响参数选择：宽径比B/d、相对间隙、粘度动压轴承承载能力的验算依据：参数、B/d、d、tm第十三章 滚动轴承13-1 概 述13-2 滚动轴承的主要类型和代号滚动轴承的类型及特点滚动轴承的代号13-3 滚动轴承的类型选择13-4 滚动轴承的工作情况轴向载荷对载荷分布的影响派生(附加、内部)轴向力FdFd圆锥滚子轴承角接触球轴承70000C(=15)70000AC(=25)70000B(=40)Fd=

18、Fr(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14FrFa/Fre，Fa影响较小且有益，计算P时忽略;Fa/Fr e，Fa影响较大，计算P时要考虑。13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承的失效形式：滚动轴承的设计准则滚动轴承基本额定寿命，L10的意义。的意义。基本额定动载荷C当量动载荷判断系数e的意义（判断Fa的影响）滚动轴承的轴向力计算（三句话）滚动轴承寿命计算公式13-6 轴承装置的设计支承方式及特点轴承游隙及轴上零件位置的调整滚动轴承的润滑与密封轴系结构改错滚动轴承的设计准则：滚动轴承的设计准则：对于回转的滚动轴承对于回转的滚动轴承：接触疲劳寿命计算和静强度计算。对于摆动或转速很低的滚动轴承对于摆动或转速很低的滚动轴承：只需作静强度计算。对于高速轴承对于高速轴承：除进行疲劳寿命计算外，还需校核极限转速nlim。疲劳点蚀、塑性变形、磨损、烧伤、断裂。第十四章 联轴器和离合器14-0 联轴器和离合器概述14-1 联轴器的种类和特性14-2 联轴器的选择 计算转矩计算转矩Tc=KA（工况系数）（工况系数）T（名义转矩）（名义转矩）应使 Tc T 14-3 离合器14-4 安全联轴器及安全离合器14-5 特殊功用及特殊结构的联轴器及离合器第十五章 轴15-0 工程实际中的轴15-1 轴的概述15-2 轴的结构设计 轴系结构改错题15-3 轴的计算